第十三届全国表面工程大会暨第十二届全国青年表面工程论坛

镁和镁合金表面的水热处理成膜过程中具有独特的“自分层”现象，即在镁和镁合金表面生成的水热转化涂层可以自动形成由疏松或多孔的上层和致密的内层组成的双层结构。但是由于其形成机理尚不清楚，以及水热反应过程中错综复杂的影响因素，自分层水热（SLH）涂层的可控制备和应用依然有待研究。在本工作中，我们采用钛离子注入作为触发过程来诱导纯镁表面的自分层水热涂层生长。与在纯镁上通过常规水热法生长的相对平滑的单层水热层的相比，离子注入诱导法可在镁表面生长出以氢氧化镁成分为主的、由内测致密层和外测纳米片层组成的的SLH涂层。材料表征结果表明：在钛离子注入后，Mg基体的表面形成了厚度约80nm的具有钛纳米晶镶嵌结构的Ti注入层。这一结构最终导致了镁水热过程中的自分层现象，其机理可能是Ti纳米晶与镁基体之间的微电偶作用加速了Mg在水热过程中的溶出，进而促进了镁离子和氢氧根离子在过饱和溶液中沉淀形成Mg(OH)₂纳米片。本研究所制备的SLH涂层其内层致密层提供了良好的腐蚀防护性能，而纳米片层所组成的外层则改善了水热涂层的表面功能化特性，使其具有更好的细胞粘附性和生物相容性。离子注入诱导的SLH涂层有望在镁的腐蚀防护和生物医学材料中得到进一步应用。

镁；离子注入；水热处理；腐蚀防护